《JAVA与模式》26天系列—第25天—解释器模式

　　解释器模式是类的行为模式。给定一个语言之后，解释器模式可以定义出其文法的一种表示，并同时提供一个解释器。客户端可以使用这个解释器来解释这个语言中的句子。

解释器模式的结构

　　下面就以一个示意性的系统为例，讨论解释器模式的结构。系统的结构图如下所示：

　　模式所涉及的角色如下所示：

　　（1）抽象表达式(Expression)角色：声明一个所有的具体表达式角色都需要实现的抽象接口。这个接口主要是一个interpret()方法，称做解释操作。

　　（2）终结符表达式(Terminal Expression)角色：实现了抽象表达式角色所要求的接口，主要是一个interpret()方法；文法中的每一个终结符都有一个具体终结表达式与之相对应。比如有一个简单的公式R=R1+R2，在里面R1和R2就是终结符，对应的解析R1和R2的解释器就是终结符表达式。

　　（3）非终结符表达式(Nonterminal Expression)角色：文法中的每一条规则都需要一个具体的非终结符表达式，非终结符表达式一般是文法中的运算符或者其他关键字，比如公式R=R1+R2中，“+"就是非终结符，解析“+”的解释器就是一个非终结符表达式。

　　（4）环境(Context)角色：这个角色的任务一般是用来存放文法中各个终结符所对应的具体值，比如R=R1+R2，我们给R1赋值100，给R2赋值200。这些信息需要存放到环境角色中，很多情况下我们使用Map来充当环境角色就足够了。

 

　　为了说明解释器模式的实现办法，这里给出一个最简单的文法和对应的解释器模式的实现，这就是模拟Java语言中对布尔表达式进行操作和求值。

　　在这个语言中终结符是布尔变量，也就是常量true和false。非终结符表达式包含运算符and，or和not等布尔表达式。这个简单的文法如下：

　　　　Expression    ::= Constant | Variable | Or | And | Not

　　　　And 　　　　::= Expression 'AND' Expression

　　　　Or　　　　　::= Expression 'OR' Expression

　　　　Not　　　　   ::= 'NOT' Expression

　　　　Variable　　 ::= 任何标识符

　　　　Constant         ::= 'true' | 'false'

　　解释器模式的结构图如下所示：

 

　　源代码

　　抽象表达式角色

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:08:58 * * @类说明 ：抽象表达式角色 */ public abstract class Expression { /** * 以环境为准，本方法解释给定的任何一个表达式 */ public abstract boolean interpret(Context ctx); /** * 检验两个表达式在结构上是否相同 */ public abstract boolean equals(Object obj); /** * 返回表达式的hash code */ public abstract int hashCode(); /** * 将表达式转换成字符串 */ public abstract String toString(); }

　　一个Constant对象代表一个布尔常量

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:09:35 * * @类说明 ：一个Constant对象代表一个布尔常量 */ public class Constant extends Expression { private boolean value; public Constant(boolean value) { this.value = value; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj != null && obj instanceof Constant) { return this.value == ((Constant) obj).value; } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return value; } @Override public String toString() { return new Boolean(value).toString(); } }

　　一个Variable对象代表一个有名变量

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:10:16 * * @类说明 ：一个Variable对象代表一个有名变量 */ public class Variable extends Expression { private String name; public Variable(String name) { this.name = name; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj != null && obj instanceof Variable) { return this.name.equals(((Variable) obj).name); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public String toString() { return name; } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return ctx.lookup(this); } }

　　代表逻辑“与”操作的And类，表示由两个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出一个新的布尔表达式的操作

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:10:55 * * @类说明 ：代表逻辑“与”操作的And类，表示由两个布尔表达式通过逻辑“与”操作给出一个新的布尔表达式的操作 */ public class And extends Expression { private Expression left, right; public And(Expression left, Expression right) { this.left = left; this.right = right; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj != null && obj instanceof And) { return left.equals(((And) obj).left) && right.equals(((And) obj).right); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return left.interpret(ctx) && right.interpret(ctx); } @Override public String toString() { return "(" + left.toString() + " AND " + right.toString() + ")"; } }

　　代表逻辑“或”操作的Or类，代表由两个布尔表达式通过逻辑“或”操作给出一个新的布尔表达式的操作

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:11:20 * * @类说明 ：代表逻辑“或”操作的Or类，代表由两个布尔表达式通过逻辑“或”操作给出一个新的布尔表达式的操作 */ public class Or extends Expression { private Expression left, right; public Or(Expression left, Expression right) { this.left = left; this.right = right; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj != null && obj instanceof Or) { return this.left.equals(((Or) obj).left) && this.right.equals(((Or) obj).right); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return left.interpret(ctx) || right.interpret(ctx); } @Override public String toString() { return "(" + left.toString() + " OR " + right.toString() + ")"; } }

　　代表逻辑“非”操作的Not类，代表由一个布尔表达式通过逻辑“非”操作给出一个新的布尔表达式的操作

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:11:36 * * @类说明 ：代表逻辑“非”操作的Not类，代表由一个布尔表达式通过逻辑“非”操作给出一个新的布尔表达式的操作 */ public class Not extends Expression { private Expression exp; public Not(Expression exp) { this.exp = exp; } @Override public boolean equals(Object obj) { if (obj != null && obj instanceof Not) { return exp.equals(((Not) obj).exp); } return false; } @Override public int hashCode() { return this.toString().hashCode(); } @Override public boolean interpret(Context ctx) { return !exp.interpret(ctx); } @Override public String toString() { return "(Not " + exp.toString() + ")"; } }

 

　　环境(Context)类定义出从变量到布尔值的一个映射

 

package com.bankht.Interpreter; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:11:54 * * @类说明 ：环境(Context)类定义出从变量到布尔值的一个映射 */ public class Context { private Map<Variable, Boolean> map = new HashMap<Variable, Boolean>(); public void assign(Variable var, boolean value) { map.put(var, new Boolean(value)); } public boolean lookup(Variable var) throws IllegalArgumentException { Boolean value = map.get(var); if (value == null) { throw new IllegalArgumentException(); } return value.booleanValue(); } }

　　客户端类

package com.bankht.Interpreter; /** * @author: 特种兵—AK47 * @创建时间：2012-7-3 下午03:12:17 * * @类说明 ：客户端类 */ public class Client { public static void main(String[] args) { Context ctx = new Context(); Variable x = new Variable("x"); Variable y = new Variable("y"); Constant c = new Constant(true); ctx.assign(x, false); ctx.assign(y, true); Expression exp = new Or(new And(c, x), new And(y, new Not(x))); System.out.println("x=" + x.interpret(ctx)); System.out.println("y=" + y.interpret(ctx)); System.out.println(exp.toString() + "=" + exp.interpret(ctx)); } }

　　运行结果如下：

x=false y=true ((true AND x) OR (y AND (Not x)))=true

1楼ohmygirl昨天 16:02

关注一下。模式很全额，而且都有代码，赞一个